專利名稱：翅片管換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在空調(diào)器中用于使兩種流體之間，例如制冷劑和空氣或類似流體之間進(jìn)行熱交換的翅片管換熱器。
近來(lái)，由于將翅片管換熱器用于尺寸或厚度日趨減小的空調(diào)器中，因此對(duì)其性能的要求愈來(lái)愈高。


圖1示出一種傳統(tǒng)的翅片管換熱器。
如圖1所示，換熱器10包括若干具有一定間隔的鋁翅片板20和若干穿過(guò)翅片板20的制冷劑管30。通過(guò)任何合適的方法，將制冷劑管30可靠地固定在翅片板20上形成的開(kāi)孔中。每塊翅片板20上有若干沿橫交流體流動(dòng)方向延伸的窄切割帶(narrow cut-out strips)。為了提高換熱性能，上述帶從翅片板20所處的平面上隆起。
圖2和圖3示出一種傳統(tǒng)的翅片管換熱器。用標(biāo)號(hào)20總體表示板狀翅片，上述翅片上設(shè)有若干翅片環(huán)圈22和若干隆起帶24，翅片環(huán)圈從翅片根部伸出，彼此以之字形相距一定間距，在與形成有翅片環(huán)圈22的翅片根部同一表面上，在環(huán)圈22之間形成若干隆起帶24。隆起帶24從底板朝上伸出相同高度。翅片根部和隆起帶24之間有若干通槽而讓氣流A從中流過(guò)。隆起帶24處于之字形的翅片環(huán)圈22旁邊。若干制冷劑管30穿過(guò)翅片環(huán)圈22并被擴(kuò)脹而牢固地固定在其中。通過(guò)一個(gè)彎頭兩根管30彼此成對(duì)地構(gòu)成“H”形。當(dāng)氣流A流過(guò)管30之間時(shí)，沿氣流A的方向，在每根管30的后面出現(xiàn)所謂“死區(qū)”(dead region)的面積26，氣流A幾乎對(duì)該區(qū)不產(chǎn)生任何影響。
在上述結(jié)構(gòu)中，所有隆起帶24形狀相同，并沿氣流A的方向排成幾排。據(jù)此，由于相鄰隆起帶24之間距離較小，故其對(duì)溫度邊界層的影響較小。加之，將隆起帶24的上升部分24a形成為垂直于翅片板20的前沿。此外，與成形有隆起帶24的一側(cè)相對(duì)的翅片板20的另一側(cè)是一個(gè)平面。由于這種原因，隆起帶24既不改變氣流A的方向也不有效地將氣流轉(zhuǎn)變成湍流。因此，使死區(qū)擴(kuò)大并且減小有效傳熱面積。由于隆起帶24的上升部分24a沿氣流方向A一個(gè)處于另一個(gè)之后，使阻抗流動(dòng)的阻力集中，因此，不可能均勻分布?xì)饬鰽的流速，從而引起噪聲。
日本專利公開(kāi)出版物63-183391公開(kāi)了如圖4A所示的另一種隆起帶結(jié)構(gòu)。圖4A中的隆起帶24總的來(lái)說(shuō)大體呈“X”圖案。圖4B為上述換熱器的風(fēng)速分布曲線，圖中箭頭的尺寸表示空氣的速度。
圖5示出披露在日本專利公開(kāi)出版物2-242092中的另一種傳統(tǒng)的翅片管換熱器。在這種情況中，將隆起帶24的上升部分24a成形為氣流A的方向平行。在出口部分的少數(shù)排中，上升部分24a相對(duì)于空氣流A的方向傾斜。
但是，在上述的隆起帶的排列中氣流在上升部分24a處圍繞制冷劑管30急劇旋轉(zhuǎn)。因此，制冷劑管30的下游側(cè)空氣速度急劇降低，死區(qū)26幾乎沒(méi)有減小(圖4B)。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種翅片管換熱器，在這種換熱器中，通過(guò)把隆起帶的上升部分沿環(huán)繞制冷劑管的圓弧和切線排列，使制冷劑管下游側(cè)的死區(qū)減小，有效傳熱面積增大，換熱性能提高。
此外，為了提高傳熱性能，根據(jù)空氣速度將氣流有效地分配到制冷劑管和翅片板的隆起帶中。為了有效地減小氣流的死區(qū)，對(duì)隆起帶上升部分在氣流入口和出口側(cè)的傾斜角進(jìn)行控制。
本發(fā)明的另一任務(wù)是通過(guò)逐漸增加氣流出口側(cè)隆起帶的數(shù)目，使氣流轉(zhuǎn)變成湍流，提高傳熱性能并減小噪音。
為了完成上述任務(wù)，本發(fā)明的翅片管換熱器包括若干彼此相距一定間隔且相互平行的翅片板，其配置成使空氣在其間流動(dòng)，每塊翅片板沿其縱向至少在一排上有多個(gè)通孔；若干沿垂直方向插入翅片板的通孔中的制冷劑管，及若干排沿垂直于氣流方向加工出的隆起帶。同一排上的隆起帶均從翅片基面突起，其方向與相鄰排的隆起帶的突起方向相反。翅片基面和每條隆起帶在其間限定出兩個(gè)迎著氣流方向的開(kāi)口。在隆起帶的制冷劑管側(cè)，沿與制冷劑管同心的圓弧加工出一排靠近通孔中心線的上升部分。在隆起帶的制冷劑管一側(cè)，沿上述圓弧的外切線加工出再一排靠近縱向翅片邊緣的上升部分?？拷v向翅片邊緣的該另一排隆起帶的數(shù)目多于靠近通孔中心線的一排的隆起帶數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明另一方案，靠近通孔中心線一排的隆起帶數(shù)目是一個(gè)，而其余排隆起帶的數(shù)目至少為一個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明再一方案，在靠近縱向翅片邊緣的另一排上的隆起帶之間至少加工出一個(gè)平坦部分。
圖1為傳統(tǒng)翅片管換熱器的透視圖；圖2為傳統(tǒng)翅片管換熱器的局部正視圖；圖3為沿圖2中III-III線所取的剖視圖；圖4A和4B分別為傳統(tǒng)翅片管換熱器的局部正視圖和局部放大視圖5為另一種傳統(tǒng)翅片管換熱器的局部正視圖；圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的翅片板的局部正視圖；圖7表示本發(fā)明的翅片管換熱器的風(fēng)速分布圖線；圖8A表示圖2所示的隆起帶組中的風(fēng)速分布圖線；線8B表示圖6所示的隆起帶組中的風(fēng)速分布圖線；圖9為安裝在本發(fā)明的一實(shí)例的翅片管換熱器上的翅片板的正視圖；圖10A和10B為本發(fā)明的另一些實(shí)施例的翅片板的局部正視圖；圖11A和11B為本發(fā)明的再一些實(shí)施例的安裝在翅片管換熱器上的翅片板的正視圖；圖12A為安裝在翅片管換熱器中的圖6所示的翅片板的正視圖；圖12B、12C和12D分別為沿圖12A中12B-12B、12C-12C和12D-12D線所取的剖視圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
如圖6所示，將制冷劑管30插入翅片環(huán)圈22，上述環(huán)圈是以恒定間距在連管翅片板20上凸出的，空氣沿箭頭A的方向流動(dòng)。
翅片板20包括總數(shù)為六排隆起帶的隆起帶組，即三排在氣流A的迎風(fēng)側(cè)，而另外三排在其背風(fēng)側(cè)，它們處于兩根垂直于氣流方向A而相鄰排列的制冷劑管30之間。六排隆起帶的開(kāi)口垂直于氣流A。沿與制冷劑管30同心的圓弧180在第三和第四排中形成隆起帶130a和140a的上升部分130b和140b。
第一排隆起帶包括一對(duì)隆起帶110a和111a，它們由中心分隔平坦部分110c隔開(kāi)。將第一排隆起帶110a和111a在制冷劑管30一側(cè)的上升部分110b和111b排列成使它們沿著上述圓弧180的外切線方向而具有傾斜角。第二排隆起帶包括一條隆起帶120a，第二排的隆起帶120a的上升部分120b也安排成使之沿著上述圓弧180的外切線方向而具有傾斜角。氣流入口側(cè)的外切線傾斜預(yù)定角度α。
第五排隆起帶包括一對(duì)隆起帶150a和151a，它們由中心分隔平坦部分150c隔開(kāi)。將第五排隆起帶150a和151a在制冷劑管30一側(cè)的上升部分150b和151b排列成使它們沿上述圓弧180的外切線方向而具有傾斜角。
第六排隆起帶包括三條隆起帶160a、160d和161a，它們由兩段短分隔平坦部分160c隔開(kāi)。在兩段短分隔平坦部分160c之間成形出矩形隆起帶160d，其上升部分160d′平行于氣流A的方向。將位于上述隆起帶160d兩側(cè)的隆起帶160a和161d的在制冷劑管30一側(cè)的上升部分160b和161b排列成沿上述圓弧180的在氣流出口側(cè)的外切線方向而具有傾斜角。氣流出口側(cè)的外切線以預(yù)定角β傾斜。此外，在翅片板20的正反兩側(cè)交替成形出六排隆起帶，而在其間各設(shè)置一段中間平坦部分；另一方面，將第一排、第五排和第六排中的隆起帶110a、111a、150a、151a、160a和161a的中心部分一側(cè)的上升部分110b′、111b′、150b、151b′、160b′和161b′成形為平行于氣流A的方向。
根據(jù)上述排列，六排隆起帶和其間的中間平坦部分顯示出邊界層前緣效應(yīng)，而且使氣流大致均分到制冷劑管30和翅片板20中。此外，制冷劑管30一側(cè)的上升部分140b、150b、151b、160b和161b使氣流旋轉(zhuǎn)，這減小制冷劑管30下游側(cè)的死區(qū)26(見(jiàn)圖7)。換句話說(shuō)，沿圓弧180的外切線布置的上升部分使氣流平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)。
再者，如圖8A和8B所示，本發(fā)明的換熱器中空氣的速度比傳統(tǒng)換熱器中更均勻。也就是說(shuō)，如果由于增加隆起帶的數(shù)目而使下游側(cè)布局復(fù)雜(如圖8B所示)，借助于最下游氣流一側(cè)的隆起帶可使風(fēng)速分布的差異保持于低水平，因此，可以降低噪音。
另外，在翅片板20的第一、第五和第六排的平坦部分110c、150c和160c位置設(shè)置為，在換熱器工作和彎折運(yùn)行時(shí)可以提高翅片板的強(qiáng)度。
本發(fā)明表示在將制冷劑管沿氣流方向排成兩排時(shí)的相同效果。
如圖9所示，用中心線L作為其間的分界將翅片板20分成上游側(cè)排部分和下游側(cè)排部分。設(shè)有翅片環(huán)圈22，制冷劑管30從其中穿過(guò)相應(yīng)的排部分。將上述翅片環(huán)圈22安排成上游側(cè)各排和下游側(cè)各排沿氣流方向A上不重疊。
在上述上游側(cè)排中，制冷劑管30之間形成的隆起帶是圖6中示出的隆起帶110a、111a、120a、130a、140a、150a、151a、160a、160d和161a，上游側(cè)排的隆起帶復(fù)制于下游側(cè)排之中。
在如上所述將制冷劑管排成兩排的情況下，空氣沿圖9中箭頭所示方向流過(guò)隆起帶。
圖10A和10B示出本發(fā)明其他實(shí)施例。
在圖10A的實(shí)施例中，氣流入口側(cè)的傾斜角α等于氣流出口側(cè)的傾斜角β。將圖6中上游側(cè)三排隆起帶與下游側(cè)三排隆起帶以制冷劑管的中心線作為其間的分界做彼此換位。
在圖10B的實(shí)施例中，氣流入口側(cè)的傾斜角α小于氣流出口側(cè)的傾斜角β。隆起帶的布局與圖10A中相同。
在上述結(jié)構(gòu)中，通過(guò)根據(jù)空氣的速度控制氣流入口側(cè)和出口側(cè)的傾斜角，有效地將空氣流分配到制冷劑管和翅片板的隆起帶中。借助于制冷劑管側(cè)的上升部分，氣流旋轉(zhuǎn)到制冷劑管，因而減小制冷劑管下游的死區(qū)，并增加有效傳熱面積。
此外，以制冷劑管中心線作為其間的分界，氣流入口側(cè)隆起帶的數(shù)目少于氣流出口側(cè)的數(shù)目，因此，用作蒸發(fā)器時(shí)，水滴流下暢順。
圖11A和11B示出本發(fā)明另一些實(shí)施例的安裝在翅片管換熱器上的翅片板。
圖11A的實(shí)例示出安裝在用于蒸發(fā)器的換熱器上的翅片板。
在圖11A的實(shí)施例中，將制冷劑管沿氣流方向排成兩排。以中心線L作為其間的邊界將翅片板分成上游側(cè)排部分和下游側(cè)排部分。上游側(cè)隆起帶的格局與圖10B中所示的隆起帶一樣。下游側(cè)隆起帶的格局與圖6中所示的隆起帶一樣。由于在傳熱強(qiáng)烈的氣流入口側(cè)的制冷劑管中心線L1和氣流出口側(cè)的制冷劑管中心線L2之間的區(qū)域形成很多水滴，所以在該區(qū)域上隆起帶的數(shù)目減少。也就是說(shuō)，使在氣流入口側(cè)制冷劑管的中心線L1和氣流出口側(cè)制冷劑管的中心線L2之間加工出的隆起帶的數(shù)目少于靠近翅片板邊緣的其余隆起帶數(shù)目，從而水滴流動(dòng)暢順。
圖11B的實(shí)例示出裝在用于冷凝器的換熱器上的翅片板。
圖11B所示，上游側(cè)隆起帶的布局與圖6中所示的隆起帶相同，下游側(cè)隆起帶的布局與圖10B所示的隆起帶相同。因?yàn)楫?dāng)換熱器用作冷凝器時(shí)不產(chǎn)生水滴，在傳熱強(qiáng)烈的氣流入口側(cè)的制冷劑管中心線L1和氣流出口側(cè)的制冷劑管中心線L2之間的區(qū)域上的隆起帶的數(shù)目多于其余的隆起帶數(shù)。
圖12A為安裝在翅片管換熱器中的圖6所示的翅片板的正視圖。
圖12B、12C和12D為分別沿圖12A中的線12B-12B、12C-12C和12D-12D所取的剖視圖。
如圖12D所示，在翅片板20的正面和反面交替成形出六排隆起帶。
如圖12B所示，第五排中隆起帶150a和151a在制冷劑管30一側(cè)的上升部分150b和151b的傾斜角θ1的范圍為35-42°。另一方面，中心部分一側(cè)的上升部分150b′和151b′的傾斜角θ2的范圍為27-35°。
如圖12C所示，第六排中隆起帶160a和161a在制冷劑管30一側(cè)的上升部分160b和161b的傾斜角θ1的范圍為35-42°。此外，在中心部分一側(cè)的上升部分160b′、160d′和161b′的傾斜角θ2的范圍為27-35°。
也就是說(shuō)，由于中心部分一側(cè)的上升部分的傾斜角θ2小于制冷劑管一側(cè)的上升部分的傾斜角θ1，可使隆起帶工作在高速情況下。
此外，上升部分的傾斜角小于傳統(tǒng)的上升部分的傾斜角即小于45°，因此水滴流下順暢。
盡管此處所圖示和描述的是本發(fā)明的具體實(shí)施例，應(yīng)該想到，本領(lǐng)域的普通專業(yè)人員可以對(duì)其作出改型和變化。因此，應(yīng)該懂得，在不超出本發(fā)明的具體構(gòu)思和范圍的情況下作出的一切改型和變化均要涵蓋在后附的權(quán)利要求書(shū)中。
權(quán)利要求
1.一種翅片管換熱器，包括若干彼此平行且間隔開(kāi)一定間距的翅片板，配置成讓空氣在其間流動(dòng)，每片翅片板上沿翅片板縱向至少在一排上有多個(gè)通孔；若干沿垂直方向插入翅片板通孔中的制冷劑管；以及若干排沿垂直于氣流方向加工出的隆起帶，同一排上的隆起帶從翅片基面沿與相鄰排上的隆起帶的突起方向相反的方向突起，上述翅片基面和每條隆起帶在其間限定出兩個(gè)迎著氣流方向的開(kāi)口，在隆起帶的制冷劑管側(cè)，沿與制冷劑管同心的圓弧加工出一排靠近上述通孔中心線的上升部分；在隆起帶的制冷劑管一側(cè)，沿上述圓弧的外切線加工出另一排靠近縱向翅片邊緣的上升部分；靠近縱向翅片邊緣的該另一排隆起帶的數(shù)目多于靠近通孔中心線所述一排的隆起帶數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的翅片管換熱器。其中，靠近通孔中心線一排的隆起帶數(shù)是一個(gè)，其余各排的隆起帶的數(shù)目至少為一個(gè)。
3.如權(quán)利要求1所述的翅片管換熱器，其中在靠近縱向翅片邊緣的所述另一排的各隆起帶之間加工出至少一個(gè)平坦部分。
4.如權(quán)利要求1所述的翅片管換熱器，其中上述隆起帶的上升部分的傾斜角小于45°。
5.如權(quán)利要求4所述的翅片管換熱器，其中在中心部分一側(cè)的上升部分的傾斜角小于制冷劑管一側(cè)的上升部分的傾斜角。
6.如權(quán)利要求5所述的翅片管換熱器，其中在制冷劑管一側(cè)的上升部分的傾斜角為35-42°，在中心部分一側(cè)的上升部分的傾斜角為27-35°。
7.如權(quán)利要求1所述的翅片管換熱器，其中加工出兩排通孔，在兩排通孔中心線之間的隆起帶數(shù)目少于其余隆起帶的數(shù)目。
8.如權(quán)利要求1所述的翅片管換熱器，其中，加工出兩排通孔，在兩排通孔中心線之間的隆起帶數(shù)目多于其余隆起帶的數(shù)目。
全文摘要
一種翅片管換熱器，包括若干彼此平行間隔設(shè)置的翅片板，每片翅片板上沿其縱向至少有一排通孔；若干垂直插入翅片板通孔中的制冷劑管；和若干排垂直于氣流方向的隆起帶，同一排隆起帶與相鄰排隆起帶方向相反。在靠近通孔中心線的一排中沿與制冷劑管同心的圓弧加工出隆起帶的上升部分，在靠近縱向翅片邊緣的另一排中沿上述圓弧的外切線加工出隆起帶的上升部分，前述排中隆起帶數(shù)目少于后述排的數(shù)目。
文檔編號(hào)F28F1/32GK1140252SQ9610145
公開(kāi)日1997年1月15日 申請(qǐng)日期1996年1月23日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月23日
發(fā)明者姜太郁, 李淦圭 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社